Advanced Materials | 用于浅表肿瘤光热治疗的 NIR-II 荧光热泳纳米马达

腹膜皮下注射已被高度设想为一种有效但低风险的光热剂给药用于浅表肿瘤光热治疗。然而，由于受到复杂皮下组织的阻塞，注射的光热剂输送到特定肿瘤仍然是一个关键问题。在此，该研究报告了一种聚多巴胺 （PDA） 封装的球形核/壳纳米马达，其荧光吲哚菁绿 （ICG） 固定在其 PDA 壳上。在第一次近红外 （NIR-I） 照射时，该电机可以产生有利的光热，同时在第二个近红外窗口 （NIR-II） 中发射强大的 ICG 荧光。热量将电机转化为活性光热剂，能够在皮下组织中沿照射方向进行热泳推进，而 ICG 荧光可以通过实时 NIR-II 成像将电机的皮下推进引导至特定肿瘤。这些功能赋予马达在瘤周部位注射后移动到肿瘤的能力，从而实现增强的光热疗法 （PTT）。此处演示的结果表明，一种使用瘤周给药的浅表 PTT 的集成纳米机器人工具，突出了 NIR-II 成像定向的皮下推进。

在浅表肿瘤的治疗中，光热疗法因其非侵入性、低毒副作用等优点而备受关注。然而，如何将光热制剂精准、高效地递送至病灶深处，尤其是克服皮下复杂组织的阻碍，一直是临床转化中的关键难题。近期，一项创新研究提出了一种基于近红外二区成像引导的热泳纳米马达系统，为浅表肿瘤的精准光热治疗提供了全新的智能化解决方案。

该研究设计并构建了一种名为PS@PDA-ICG的核壳结构纳米马达。其以聚苯乙烯微球为核心，表面包覆聚多巴胺外壳，并负载了临床获批的荧光分子吲哚菁绿。这种结构使得纳米颗粒在受到808纳米近红外一区激光照射时，能同时产生光热效应与强烈的近红外二区荧光。其中，光热效应不仅为治疗提供热源，更关键的是，由于颗粒本身的不透明性，光照方向会产生温度梯度，从而驱动纳米马达沿光照方向发生热泳运动。与此同时，释放的近红外二区荧光可用于实时成像，在体表即可清晰追踪并引导纳米颗粒在皮下组织中的运动轨迹。

研究人员通过一系列实验验证了该系统的可行性。在体外，纳米马达在激光驱动下展现出明显的方向性运动，其运动速度与激光功率正相关。在模拟皮下环境的琼脂糖水凝胶中，单个纳米马达也能沿光照方向有效迁移。更有趣的是，当纳米马达群被注射至小鼠皮下后，在倾斜激光照射下，其近红外二区荧光信号能够随时间推移逐渐向预设的肿瘤部位富集，并在约9分钟后在肿瘤区域清晰可见。相比之下，未施加激光驱动的对照组则无此定向聚集现象，证明了光驱动热泳运动的有效性与可控性。

这种定向迁移能力的背后，还蕴含着对皮下屏障的智能克服机制。纳米马达产生的局部高热能够液化皮下脂肪细胞并破坏结缔蛋白网络，从而显著降低组织阻力，为自身运动开辟通道。这种“自我清障”的特性，使其能在复杂的生物环境中实现高效穿透。

在治疗应用中，研究团队在黑色素瘤小鼠模型上进行了验证。通过瘤旁皮下注射纳米马达，并借助近红外二区成像实时引导激光照射方向，成功将大量纳米马达定向输送至肿瘤区域。随后，对富集了纳米马达的肿瘤进行持续光热照射，局部温度可迅速升至约60摄氏度，实现有效的肿瘤消融。治疗结果显示，接受“纳米马达+近红外光”联合治疗的小鼠肿瘤生长被显著抑制，最终完全消退，而对照组肿瘤则持续增长。在整个治疗及观察期间，小鼠体重稳定，主要器官未见明显病理损伤，血液学指标亦处于正常范围，体现了该策略良好的生物相容性与安全性。

综上所述，这项研究巧妙地将光热转换、热泳驱动与近红外二区成像三大功能集成于单一纳米平台，实现了对浅表肿瘤的“注射-追踪-引导-治疗”一体化精准干预。它不仅提供了一种克服皮下递送障碍的主动运动策略，更建立了一种可视化、可操控的纳米机器人治疗新模式。随着未来对其在更深层组织穿透性及与其他治疗模式联用的进一步探索，这种智能纳米系统有望为浅表肿瘤乃至其他局部疾病的精准微创治疗开辟新的道路。

参考消息：

DOI: 10.1002/adma.202417440